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1、机械设计计基础实实验指导导书20100年华南农业业大学工工程学院院机械设计计基础实实验分室前言实验是机机械设计计基础课课程教学学的一个个重要环环节。目目的是加加强学生生的理论论与实践践相结合合的能力力，培养养学生严严肃认真真和实事事求是的的工作作作风和严严谨的科科学态度度，培养养、提高高学生分分析问题题和解决决问题的的能力，激激发学生生的开拓拓和创新新精神。希望学生生在实验验之前：1 认真阅读读实验指指导书，明明确实验验目的和和要求，理理解实验验原理，掌掌握实验验步骤，遵守操作规程。2 实验时认认真做好好实验记记录，细细心观察察实验现现象。3 保持实验验室清洁洁，实验验结束后后把仪器设备备整理
2、好好。4 按要求完完成实验验报告，字字迹要清清晰、整整齐。 20110年目录实验一机构运运动简图图的测绘绘与分析析3实验二齿轮的的范成实实验5实验三减速器器拆装实实验11实验报告告一实验报告告二实验报告告三实验一平平面机构构运动简简图的测测绘一、实验验目的1学会会运用构构件及其其运动副副联接的的常用符符号和机机械中常常用机构构的简图图符号，正正确绘制制出机构构运动简简图；2通过过实验进进一步理理解机构构运动简简图的意意义；3熟练练掌握机机构自由由度的计计算方法法，学习习判断运运动链能能否成为机机构。二、实验验设备和和工具1.机构构模型、钢钢尺；2.三角角板、铅铅笔、橡橡皮和稿稿纸（学学生自备备
3、）。三、测绘绘运动简简图的原原理机械中实实际的机机构，其其结构往往往比较较复杂，但但机构的的运动情情况与构构件的形形状、组组成构件件的零件件数目和和运动副副的具体体结构等等因素无无关，而而决定于于机构中中联接各各构件的的运动副副的类型型和各运运动副的的相对位位置以及及构件数数目。因因此，在在进行机机构的分分析和设设计新机机构时，所所绘制的的旨在表表达机构构各构件件之间相相对运动动关系的的图形，须须撇开构构件的形形状和运运动副的的具体结结构，根根据构件件之间的的相对运运动关系系，确定定各运动动副的类类型，然然后，按按一定的的比例，用用国标规定的运运动副符符号和线线条绘出出图形，这这样的图图形称为
4、为机构运运动简图图。不严格格按比例例绘制的的简图则则称为机机构示意意图。四、测绘绘运动简简图的方方法和步步骤1.仔细细观察各各机构模模型，了了解其名名称、用用途和结结构。2.找出出各构件件。从原原动件开开始，仔仔细观察察机构的的运动，按按运动传传递顺序序，找出出组成机机构的固固定构件件和所有有的活动动构件。3.选定定视图平平面。选选取与构构件运动动平面相相平行的的平面作作为绘制制机构运运动简图图的视图图平面。4.找出出各构件件之间的的联系-运动副副。根据据各相互互联接的的两构件件间的接接触情况况及相对对运动性性质，从从机架一一端开始始，按构构件联接接顺序，确定各运动副的类型。5.用简简单线条条
5、表示构构件，画画出该机机构运动动简图的的草图。6.测量量各运动动副间相相对位置置。测量量各回转转副中心心之间的的距离、移移动副导导路的相相对位置置尺寸。7.应用用公式F=33n-22PL-PH计算机机构自由由度，要要注意复复合铰链链，局部部自由度度和虚约约束的判判别。将将计算结结果与实实际机构构对照，机机构自由由度数应应与原动动件数相相符，否否则，应应当找出出机构运运动简图图的错误误并改正正。8. 作作机构运运动简图图。选取取合适的的长度比比例尺，在在实验报报告中绘绘出机构构运动简简图并填填写有关关内容。机构运动动简图的的长度比比例尺：五、实验验要求在实验室室提供的的机构模模型中，选选择六种种
6、机构模模型，三三种要求求做出其其机构运运动简图图，三种种做出机机构示意意图。五、思考考题1.机构构运动简简图有什什么用途途？一个个正确的的机构运运动简图图应能说说明哪些些问题？2. 绘绘制机构构运动简简图时，选选择构件件的不同同瞬时位位置，会会不会影影响运动动简图的的正确性性？3.机构构自由度度的计算算对测量量绘制机机构运动动简图有有什么帮帮助？实验二齿齿轮的范成成实验一实验验目的1掌握握用范成成法制造造渐开线线齿轮的的基本原原理，观观察齿廓廓渐开线线部分及及过渡曲曲线部分分的形成成过程。2了解解渐开线线齿轮的的根切现现象和齿齿顶变尖尖现象，分分析、比比较标准准齿轮和和变位齿齿轮的异异同点。二
7、实验验内容用范成仪仪在圆形形图纸上上（预先先将图纸纸按标准准齿轮、正正变位齿齿轮、负负变位齿齿轮分成成三等分分，并分分别画出出它们的的分度圆圆、齿顶顶圆、齿齿根圆，如图1示），依次用用铅笔描描绘出渐渐开线齿齿条刀具具相对于于轮坯在在各个位位置的包包络线，该该包络线线即为被被切削齿齿轮的渐渐开线齿齿廓。三实验验设备1齿轮轮范成仪仪范成齿轮轮参数：，2同学学自备（1）一一张剪好好的圆形形图纸，将将其分成成三等分分，分别别表示标标准齿轮轮、正变变位齿轮轮、负变变位齿轮轮，并分分别标注注分度园园、齿顶顶圆和齿齿根圆，如如图1所示。参参数：m=220mmm，z=8，孔径=335mmm，x1=0.6，x2
8、=-00.4 图图1（2）铅铅笔，橡橡皮。四范成成仪的构构造及工工作原理理齿轮范成成加工是是应用一一对齿轮轮啮合的的原理加加工齿轮轮的一种种方法。制制造齿轮轮的刀具具具有齿齿轮（或或齿条）的的外形，渐开线齿齿廓的刀刀具节圆圆与齿轮轮轮坯的的节圆作作纯滚动动，在此此啮合过过程中，刀刀具切去去与它啮啮合的轮轮坯上的的材料，留留下轮坯坯的渐开开线齿廓廓外形的的包络线线，即是是被切齿齿轮轮坯坯的渐开开线齿廓廓。实验所用用渐开线线齿轮范范成仪如如图2所示，工工作台（图图纸托盘盘1）绕定轴轴转动，齿齿轮2带动有有齿条的的滑架33在水平平底座44的水平平导向条条上作水水平移动动；齿条条刀具55通过螺螺钉7固
9、定在在滑架33上，松松开螺钉钉7可使齿齿条刀具具5作上下下移动，实实现刀具具的变位位运动。当齿条刀刀具5的中线线与被加加工齿轮轮分度圆圆相切时时，此时时滑架33的齿条中中线与刀刀具中线线重合（齿齿条刀具具5上的标标尺刻度度与滑架架3上的零零刻度线线对准）。推动滑滑架3时，工工作台上上的被加加工齿轮轮分度圆圆与齿条条刀具中中线作纯纯滚动，这这是切制制标准齿齿轮的状状态。改改变刀具具5的位置置可使刀刀具中线线与滑架架3齿条中中线分离离，即齿齿条刀具具5的中线线远离或或接近被被加工齿齿轮分度度圆，移移动的距距离为xxm可由端端部的标标度尺上上读出，从从而可切切制变位位齿轮。图2 齿齿轮范成成仪简图图
10、五实验验步骤1根据据齿条刀刀具的模模数m和被加加工齿轮轮的齿数数z，计算算出分度度圆直径径，以及及标准齿齿轮、正正负变位位齿轮的的基圆、齿齿根圆及及齿顶圆圆直径，按按上述尺尺寸将图图纸准备备好。2将图图纸固定定在圆盘盘上，对对准中心心，调节节中线与与轮坯分分度圆相相切，制制作标准准齿轮。3开始始切制齿齿轮时，将将刀具推推到最左左边，然然后每当当把溜板板向右推推动一小小段距离时时，在代代表轮坯坯的图纸纸上，用用铅笔描描下刀具具刀刃的的位置，到到右端极极限位置置后，推推动溜板板刀具左左移，描描下刀具具刀刃位位置，直直到形成成23个完整整的齿形形为止。4使刀刀具离开开沿轮坯坯中心外外移，移移动量为为
11、正变位位量（x1*m），绘出出齿廓，观观察齿廓廓形状，看看齿顶有有无变尖尖现象。5使刀刀具接近近轮坯中中心，移移动量为为负变位位量（x2*m），绘出出齿廓，观观察齿廓廓形状，看看有无根根切现象象。6比较较所得的的标准齿齿轮和变变位齿轮轮的齿厚厚、齿间间距、周周节、齿齿顶厚、基基圆齿厚厚、齿根根圆、齿齿顶圆、分分度圆和和基圆的的相对变变化特点点。六思考考题1齿轮轮与齿条条啮合时时，若中中心距改改变，则则齿轮的的节圆有有何变化化？为什什么？2用范范成法加加工的齿齿廓曲线线全部是是渐开线线吗？齿齿廓曲线线由哪几几部分组组成？3正变变位、负负变位和和标准齿齿轮的齿齿廓曲线线有什么么不同？实验三减减速器
12、拆拆装实验验一实验验目的通过过拆装，了了解并熟熟悉减速速器的结结构。分析析减速器器中各零零件的作作用、结结构形状状及装配配关系。加深深对轴系系部件结结构的了了解。二实验验仪器、设设备、工工具和材材料1、实验验设备单级圆柱柱齿轮减减速器、新新型结构构单级圆圆柱齿轮轮减速器器、二级级展开式式圆柱齿齿轮减速速器、二二级同轴轴式圆柱柱齿轮减减速器、二二级分流流式圆柱柱齿轮减减速器、圆圆锥圆柱柱齿轮减减速器、单级圆锥齿轮减速器、拆装用蜗轮蜗杆下置式减速器。2、拆装装工具和和测量工工具（每每组）名称型号或规规格数量备注活扳手呆扳手榔头内外卡钳钳游标卡尺尺钢皮尺三实验验内容了解解铸造箱箱体的结结构。观察察、
13、了解解减速器器中各零零件的用用途、结结构和安安装位置置的要求求。了解解轴承的的润滑方方式和密密封位置置，包括括密封的的形式。轴轴承内侧侧挡油环环、封油油环的作作用原理理及其结结构和安安装位置置。 了解轴承承的组合合结构以以及轴承承的拆装装、固定定和轴向向间隙的的调整。四实验验步骤（一）、拆拆卸1、仔细细观察减减速器外外面各部部分的结结构，从从观察中中思考以以下问题题：如何保保证厢体体支撑具具有足够够的刚度度？轴承座座两侧的的上下厢厢体连接接螺栓应应如何布布置？支撑该该螺栓的的凸台高高度应如如何确定定？如何减减轻厢体体的重量量和减少少厢体的的加工面面积？减速器器的附件件如吊钩钩、定位位销钉、启启
14、盖螺钉钉油标、油油塞、观观察孔和和通气等等各起何何作用？其结构构如何？应如何何合理布布置？2、用扳扳手拆下下观察孔孔盖板，考虑观察孔位置是否妥当，大小是否合适。3、拆卸卸厢盖（）、用用扳手拆拆下轴承承端盖的的紧固螺螺钉。（）、用用扳手或或套筒扳扳手拆卸卸上、下下厢体之之间的连连接螺栓栓；拆下下定位销销钉。将将螺钉、螺螺栓、垫垫圈、螺螺母和销销钉等放放在塑料料盘中，以以免丢失失。然后后拧动启启盖螺钉钉卸下厢厢盖。（）、仔仔细观察察厢体内内各零部部件的结结构及位位置。从从观察中中思考以以下问题题：对轴向向游隙可可调的轴轴承应如如何进行行调整？轴的热热膨胀如如何进行行补偿？轴承是是如何进进行润滑滑的
15、？如如厢座的的结合面面上有油油沟，则则厢盖应应采取怎怎样的相相应结构构才能使使厢盖上上的油进进入油沟沟？油沟沟有几种种加工方方法？加加工方法法不同时时，油沟沟的形状状有何不不同？为了使使润滑油油经油沟沟后进入入轴承，轴轴承盖的的结构应应如何设设计？在在何种条条件下滚滚动轴承承的内侧侧要用挡挡油环或或封油环环？其作作用原理理、构造造和安装装位置如如何？（）、测测量实验验内容之之3所列的的有关尺尺寸，并并记录于于表。（）、卸卸下轴承承盖；将将轴和轴轴上零件件随轴一一起从箱箱座取出出，按合合理的顺顺序拆卸卸轴上零零件。（二）、装装配按原样将将减速器器装配好好。装配配时按先先内部后后外部的的合理顺顺序
16、进行行；装配配轴套和和滚动轴轴承时，应应注意方方向；应应注意滚滚动轴承承的合理理拆装方方法。经经指导教教师检查查后才能能合上箱箱盖。装装配上、下下箱之间间的连接接螺栓前前应先安安装好定定位销钉钉。五注意意事项1实验验前必须须预习实实习指导导书，初初步了解解有关减减速器装装配图。2文明明拆装、切切忌盲目目。拆卸卸前要仔仔细观察察零部件件的结构构及位置置，考虑虑好合理理的拆装装顺序，拆拆下的零零部件要要妥善安安放好，避避免丢失失和损坏坏。禁止止用铁器器直接打打击加工工表面和和配合表表面。3注意意安全，轻轻拿轻放放。爱护护工具和和设备，操操作要认认真，特特别要注注意手脚脚安全。4认真真完成实实验报告
17、告。实验名称称学生姓名名学号班级、组组别实验日期期成绩指导教师师实验报告告（实验验一）一、机构构测绘及及自由度度计算编号机构名称机构运动动简图机构自由由度计算算nPLPHF（注：nn活动构构件数；PL低副数；PH高副数数；F机构自自由度。）二、思考考题讨论论实验报告告（实验验二）实验名称称学生姓名名学号班级、组组别实验日期期成绩指导教师师一实验验目的二刀具具参数，三齿轮轮尺寸计计算比较较表（见见后）被加工齿齿轮齿数数正变位系系数负变位系系数四附上上所描绘绘的齿廓廓图，并并注明尺尺寸。五思考考题1齿轮轮与齿条条啮合时，若若中心距距改变，则则齿轮的的节圆有有何变化化？为什什么？2用范范成法加加工的
18、齿齿廓曲线线全部是是渐开线线吗？齿齿廓曲线线由哪几几部分组组成？3正变变位、负负变位和和标准齿齿轮的齿齿廓曲线线有什么么不同？10名称计算公式式计算结果果结果比较较标准齿轮轮正变位齿齿轮负变位齿齿轮正变位齿齿轮负变位齿齿轮分度圆直直径基圆直径径齿顶圆直直径齿根圆直直径分度圆周周节分度圆齿齿厚分度圆齿齿间距齿顶厚基圆齿厚厚齿全高齿根高齿顶高注：结果果比较栏栏中，尺尺寸比标标准齿大大的填入入“+”号，小小的填入入“-”号，一一样大小小的填入入“O”号。实验报告告（实验验三）实验名称称学生姓名名学号班级、组组别实验日期期成绩指导教师师一实验验目的二实验验设备三实验验记录及及实验结结果基本参数数高速级
19、低速级中心距、小齿轮齿齿数Z1、Z3大齿轮齿齿数Z2、Z4小齿轮顶顶圆直径径d、d大齿轮顶顶圆直径径d、d小齿轮全全齿高h、h大齿轮全全齿高h、h4大齿轮齿齿宽B2、B4 小齿轮螺螺旋线方方向大齿轮螺螺旋线方方向传动比ii12、i344 法面模数数mn1、mn3端面模数数mt1、mt3螺旋角1、3四传动动简图五思考考题1.轴上上零件（如如齿轮、轴轴承、联联轴器等等）是如如何定位位和固定定的?2.滚动动轴承在在安装时时为什么么要留出出轴向间间隙?应如何何调整?3.减速速器中哪哪些零件件需要润润滑?如何选选择润滑滑剂?4.箱体体的中心心高度是是如何确确定的，应应考虑哪哪些因素素？5.如何何选择减减
20、速器主主要零件件的配合合与精度度?如齿轮轮、联轴轴器与轴轴的配合合，滚动动轴承与与轴及箱箱体孔的的配合。实验报告告（实验验四）实验名称称学生姓名名学号班级、组组别实验日期期成绩指导教师师一实验验目的二简述述实验原原理与方方法三结构构设计与与分析（简简要说明明轴上零零件的定定位固定定，滚动动轴承的的安装、调调整、润润滑与密密封等问问题）简简要说明明：四根据据结构草草图及测测量数据据，按比比例绘制制轴系结结构装配配图。要要求装配配关系表表示正确确，注明明必要尺尺寸（如如支承跨跨距、齿齿轮直径径与宽度度、主要要配合尺尺寸）。填填写标题题栏和明明细表。绘图：比比例1：2实验报告告（实验验五）实验名称称学生姓名名学号班级、组组别实验日期期成绩指导教师师机构名称称：机构名称称：机构简图图及其实实测的机机构运动动学尺寸寸：机构简图图及其实实测的机机构运动动学尺寸寸：自由度计计算：自由度计计算：实验过程程中遇到到的问题题及解决决的办法法：实验过程程中遇到到的问题题及解决决的办法法：